C Si Aaomi +6 | 2) 4) +14 | 2) 8) 4) ehitus 1s² 2s² 2p² 1s² 2s² 2p 3s² 3p² Oksüdat- min: IV (CH4) max: +IV (CO2) min: IV (Mg2Si) max: +IV (SiO2) siooniaste Leidumine 1) ehedalt (teemant, graniit, karbüün) 1) ühenditena 2) ühenditena (kivisüsi, nafta jt kütuste SiO2 - na liiva ja kivimite koostises) koostises 3) taim- ja loomorganismides ränihappe sooladena 4) õhus CO2 5) mineraalid CaCO3, MgCO3 Füüsikalised 1) teemant 1) terase värvusega
fotosünteesiprotsessis 6CO2 + 6H2O ® C6H12O6 + 6O2 Leidub looduses nii ehedalt (grafiidina ja teemandina) kui ühenditena (CO2 õhus, karbonaadid): lubjakivi, marmor, kriit CaCO3 dolomiit CaCO3 ×MgCO3 sooda Na2CO3 Süsinikurikkad on orgaanilised kütused: looduslik gaas CH4 nafta alkaanide segu (C5....C70) biomass ® turvas ® pruunsüsi ® kivisüsi ® antratsiit 50% C 55% 65% 68-73% 79% C Süsiniku allotroopsed erimid on teemant, grafiit, amorfne süsinik, karbüün ja 80-date lõpus sünteesitud fullereenid. Kokkuvõtte. Süsinik asub elementide perioodilisuse tabelis teises perioodis, seega on tema elektronkate kahekihiline. Süsiniku aatominumber on 6, ümardatud suhteline aatomimass 12.Süsinik esineb looduses kahe erineva lihtainena, teemandi ja grafiidina. Kütuseks kaevandatavad söed (pruunsüsi, antratsiit, kivisüsi jt) koosnevad samuti peamiselt süsinikust
1.Mis on allotroopia, allotroobid? Nimeta 4 süsiniku allotroopi. Allotroopsed allotroobid on lihtained. Grafiit, teemant , karbüün, fullereenid. 2. Osata võrrelda süsiniku allotroopide ehitust (struktuuri) ning teemanti ja grafiidi omadusi. Teemant - ei juhi elektrit, saab lõigata klaasi, keemiliselt püsiv mineraal, tekib süsiniku teistest vormidest, tekib üli suure rõhu ja kerge temperatuuri toimel, erakordselt suur murdumisnäitaja . Grafiit hallikasmust ja läbipaistmatu, üsna pehme, juhib elektrit , struktuuris leidub vabu elektrone, põleb õhu käes kõrgel temperatuuril. 3
Lihvitud teemante kutsutakse briljantideks. Grafiit on tumehall, metallidele iseloomuliku läikega kristalne aine. Ta on üsna pehme ja muutub lõhenedes kihtidideks. Selle omaduse tõttu kasutatakse grafiiti pliiatsi südamike ja määrdeainete valmistamiseks. Kuigi grafiit on mittemetall juhib ta hästi elektrit. Argielust tunneme süsinikku söe või tahma kujul. Lisaks teemandile ja grafiidile on süsinikul veel mitmesuguseid teisi lihtaineid, näiteks karbüün ja fullereen. Kuumutamisel käitub süsinik aktiivesmate mittemetallide suhtes redutseerijana. Süsiniku põlemisel tekib põhisaadusena süsinikdioksiid CO ja eraldub palju soojust.Hapniku vähesuse korral tekib süsinikoksiid ehk vingugaas CO. Süsinikoksiid on värvuseta ja lõhnata väga mürgine gaas. Sissehingamisel tekitab vingugaas tugeva mürgistuse, mis võib lõppeda surmaga. Süsinikoksiid võib käituda nii redutseerija kui ka oksüdeerijana.
· Looduses leidu ehedalt (gafiit, teemant) kui ka ühenditena (CO , karbonaadid) · Lubjakivi, marmorm, kriit CaCO · Dolomiit CaCO × MgCO · Sooda NaCO · Süsinikurikkad on ka orgaanilised kütused · Looduslik gaas CH · Nafta alkaanide segu (C ... C) · Biomassturvaspruunsüsikivisüsiantratsiit 50%C 55%C 65%C 68-73%C 79%C Süsiniku allotroobid · Süsiniku allotroopsed erimid on teemant, gradiit, amorfne süsinik, karbüün ja 80-date lõpus sünteesitud fullereenid. Teemant · Teemant on kõige kõvem looduslik aine. · On värvuseta kristallilne aine · Aatomid on kovalentses tetraeedrilises võres, üksteisest võrdsetel kaugustel. · Teemant ei sula, kõrgel temperatuuril muutub grafiidiks. · Vabadelektronid puuduvad · Elektrit ei juhi. Grafiit · Grafiidil paiknevad aatomid tasapinnaliselt kihiti. · Side kihtide vahel on nõrk.
5. Kas vesinik on keemilistes reaktsioonides oksüdeerija või redutseerija? Põhjenda. Oska kirjutada vastavat näitevõrrandit. 6. Tetreelid : · Aatomi ehitus välisel elekronkihil on 4 elektroni. ...s2 ...p2 · Süsiniku allotroopsed teisendid : i. Looduslikud 1. Grafiit C 2. Teemant C ii. Tehislikud 1. Fullereen 2. karbüün · Füüsikalised omadused lähtuvalt, kas grafiit või teemant. Täiesti erinevad. · Keemilised omadused reag. Metallidega, vesinikuga ja põleb. · Tähtsamad ühendid + kasutamine i. CH4 maagaas küte ii. CO vingugaa, süsinikoksiid küttegaas iii. CO2 süsinikdioksiid, süsihappegaas tulekustutid, karastusjoogid 7. Penteelid
· Asub IVA rühmas 2. perioodis. Elektronvalem on 2s22p2. · Süsinik on suhteliselt väheaktiivne mittemetall. · Moodustab lõpmatu suurel hulgal orgaanilisi ühendeid => eraldi teadusharu orgaaniline keemia (süsinikühendite keemia). · Oma keerukuse ja orgaaniliste ühendite moodustamise tõttu on ta elu aluseks Maal. Ta on piisavalt keeruline element, et tänu temale saaks eksisteerida elu. · Kõige rohkem allotroope: teemant, grafiit, karbüün, fullereenid jt. 2. Ühendid · Süsinikoksiid (CO) ehk vingugaas värvuseta ja lõhnata väga mürgine gaas. Tekib C mittetäieleikul põlemisel. Väga hea redutseerija (metallide saamisel). · Süsinikdioksiid (CO2) värvuseta ja lõhnata õhust raskem gaas. Ei võimalda hingamist ega põlemist. Reageerimisel veega ebapüsiv süsihape (H2CO3). · Süsihape (H2CO3) väga nõrk ja ebapüsiv hape. Esineb ainult lahjades lahustes.
fotosünteesiprotssesis. Süsinikku leidub looduses nii ehedalt (grafiidina, teemandina) kui ühenditena nagu näiteks: lubjakivi, marmor, kriit, dolomiit, sooda. Süsinkurikkad on ka orgaanilised kütused: biomass turvas pruunsüsi kivisüsi antratsiit 50% C 55% 65% 6873% 79% C Süsiniku allotroopsed erimid on teemant, grafiit, amorfne süsinik, karbüün ja 80date lõpus sünteesitud fullereenid. Looduses leidub ka radioaktiivset isotoopi süsinik ehk keemilise elemendi isotoop, mille aatomite tuumad võivad radioaktiivse lagunemise teel muutuda mõne teise keemilise elemendi tuumadeks ja selle käigus tekitada radioaktiivset kiirgust. · Räni Räni on elementide leviku poolest hapniku järel teine. Peamine mineraal on
· Kaks stabiilset isotoopi - 12C ning 13C Süsinik Sulamistemp. 3800°C, sublim.temp. 4830°C Esineb väga paljude allotroopidena: ·Grafiit - kristalne, heksagonaalse struktuuriga, pehme, tumehall, määriv, vastupidav kuumusele, hea soojus- ja elektrijuht. ·Grafeen grafiidi üksik kiht, väga vastupidav ja hea elektrijuht Süsinik · Teemant kristalne (oktaeedriline, kuubline, tetraeedriline), värvuseta, ülitugev, väga suure mur- dumisnäitajaga, ülihea soojusjuht · Karbüün (-CC-CC- või CCC) · Sfäärilised või torukujulised fullereenid (5-7 lülilised tsüklid). Süsiniknanotoru Süsinik · Amorfne süsinik puudub kristalliline struktuur · Süsiniku nanovaht aatomiklastrid; ainuke magnetiliste omadustega süsiniku allotroop · Klaasjas süsinik sarnaneb omadustelt nii klaasile kui süsinikule; suur temp. taluvus ja kõvadus, madal tihedus, elektritaluvus ning hõõrdumine, vastupidav keemilistele
· PLASMA ionoseeritud gaas, milles on positiivse ja negatiivse laenguga osakesi o Tähtedes ja Päikeses on aine plasmana o Maistes tingimustes esineb plasma küünlaleegis ja gaaslahenduslambis ALLOTROOPIANÄHTUS üks ja sama keemiline element esineb mitme lihtainena (allotroopne teisend) · tingitud aatomite erinevast arvust molekulis nt O, O2, O3 · tingitud kristallistruktuuride erinevusest nt grafiit, teemant, karbüün, fullereen AATOMI MASS aatomi tegelik mass (väga väike) AATOMMASS - keemilise elemendi ühe aatomi mass aatommassiühikutes (1/12 süsiniku aatomi massist) INTEKS näitab aatomite arvu molekulis Xn H üks vesiniku aatom H2 vesiniku molekul KOEFITSIENT tähistab molekulide (moolide) arvu kXn 2H kaks vesiniku aatomit
Põhjused: *Aatomite erinev arv; Harilik hapnik – O2 Osoon – O3 Monohapnik-O *Erinev kristallstruktuur; Fosfor-punane(pulber) ja valge fosfor (vaha taoline) Süsinik-teemant, grafiit, karbüün ja fullereenid. Mittemetallide füüsikalised omadused • Füüsikalised omadusedd erinevad üksteisest suuresti: *Erinev värvus-mittemetallidel puudub läige (erandiks I2,räni) *Väga erinevad sulamistemperatuurid (on kas tahked või gaasilised, vedel on Br2) • ühiseid jooni on vähe • halb soojusjuhtivus
Allotroopia Allotroopia on nähtus, kus üks keemiline element esineb mitme erineva lihtainena. Allotroopia esineb peaaegu kõikide mittemetallide puhul ja on tingitud kahest põhjusest. 1. Molekulis on erinev aatomite arv: Harilik hapnik- O2 Osoon- O3 Monohapnik- O 7 2. Erinev kristallstruktuur: Fosfor- punane ja valge fosfor Väävel- rombiline ja monokliinne väävel Süsinik- teemant, grafiit, karbüün ja fullereenid. Ühe ja sama elemendi allotroopsed teisendid on erinevate omadusega. Osoon on tugevam oksüdeerija kui harilik hapnik; teemant suure kõvadusega, grafiit aga pehme. Adsorptsioon Puidu kuumutamisel õhus (hapnikus) ta süttib. Kuumutamisel ilma õhu juurdepääsuta puit söestub ja tekib puidusüsi. Selle aurutamisel veeauruga tekib aktiivsüsi. Aktiivsüsi on adsorbent ja tal on adsorbeerivad omadused.
seedehäirete ravil, gaasimaskikurnades mürgiste gaaside neelamiseks, suhlru- ja piiritusevabrikus lisandite kõrvaldamiseks siirupist ning toorpiiritusest. Tahmast valmistatakse trükivärve ja tinti. Tahma lisamisel kummile suurenenb ka elastsus ja kulumiskindlus. Tahma kasutatakse veel kosmeetikavahendite, grammofoniplaatide, kopeerpaberi, keemiiste vooluallikate, lõhkeainete jm. valmistamisel. Süsiniku kolmandaks allotroopseks teisendiks on karbüün. Karbüüni sünteesti Nõukogude Liidus 1960-ndail aastail etüünist ning veidi hiljem leiti ka loodusest. Karbüüni molekulis on süsiniku aatomite vahel vaheldumisi üksik- ja kolmiksidemed: --CC--CC--CC--CC-- -karbüün Nimetus karbüün tuletati nimetust carboneum (süsinik) ja kolmiksidemega ühendite nimetuse iseloomuliku lõppliite üün abil. Tuntakse veel teist süsiniku lineaarset modifikatsiooni milles, süsiniku aatomid on omavahel
Cu, Ag Ge, As, S, P, O2 K2O H2SO4 Cu(OH)2 NaHCO3 Sb CO Cu(OH)2 Al2O3 KA(SO4)2 Lihtainete arvukust tõstab allotroopia Nähtus. ALLOTROOPIA on nähtus, kus üks keemiline element võib esineda mitme lihtainena (näiteks C allotroopsed teisendid on teemant, grafiit, fullereen, karbüün). 2. OKSIIDID OKSIID on ühend, mis koosneb kahest elemendist, millest üks on hapnik. Keemiliste omaduste poolest liigitatakse oksiide: aluselised- ehk metallilised-, happelised ehk mittemetallilised-, amfoteersed- ja inertsed oksiidid. 2.1. Aluselised ehk metalli oksiidid Nomenklatuur a) metalli o-a. püsiv Na2O naatriumoksiid BaO baariumoksiid b) metalli o-a. muutuv
gaasiline (H2, O2, N2, Cl2, F2, väärisgaasid) Värvused: S-kollane, P-punane või valge, I2-hallikasmust, Br2- punakaspruun, Cl2-rohekaskollane Halvad elektrijuhid (v.a. grafiit) Halvad soojusjuhid (v.a. vesinik, teemant) Mõned madala st°-ga, pehmed: väävel (molekulvõrega) Mõned väga kõrge st°-ga, väga kõvad: teemant (aatomvõrega) Allotroopia: üks element mitme lihtainena. Hapnik: monohapnik O, dihapnik (tavaline) O2, osoon O3 Süsinik: teemant, grafiit, karbüün, fullereen Väävel: rombiline, monokliinne, plastiline Keemilised omadused: Reag. metallidega: (metall-redutseerija, mittemetall- oksüdeerija) Mg + Cl2= MgCl2 ; 2Mg+O2=2MgO ; Mg+S=MgS Reag. mittemetallidega: (aktiivsem mittemetall on oksüdeerijaks) Vesinikuga: (vesinik-redutseerija, teine mittemetall-oksüdeerija) H2+Cl2=2HCl; 2H2+O2=2H2O; H2+S=H2S; 3H2+N2=2NH3 Hapnikuga: (enamuses on O2 oksüdeerijaks, v.a. reag. fluooriga) S+O2=SO2 C+O2=CO2 2C+O2=2CO Reag. liitainetega:
On olemas kõikide elusorg. koost., kõige tähtsam element. Teemant –kõvim lood. mineraal , säravam ja hinnaliseim vääriskivi, hea dielektrik. Kasut tehnil eesmärkidel ja juveelidena . Leiukohad: Aaf, India, Venemaa. Puhtaim lood.süsinikuvorm. Ei reag. Hapete ega leelistega, ega sula kuumutamisel. Suurim Cullinan. L-aafrikas 1905. Grafiit- 6 aatomiliste rõngaste kihid, mis eralduvad kergesti. Pasiivne, kuigi teemant veidi aktiivsem, tulekindel. Karbüün- süsinikaatomite lineaarne pölümeer. Fulleereenid – avastamise ja uurimise eest anti Nobeli preemia. Lonsdeiliit – moodustub kõrgetel rõhkudel ja suht madalatel temperatuuridel, on leitud meteoriitides. Keem OM - Kem.akt. Sõltub süsiniku erivormist. Madalatel temp keemiliselt inertne (raskesti sulatatav) Ühendid: Oksiidid: CO (vingugaas)- värvitu ja lõhnatu väga mürgine põlev gaas, tekib süsinikku sis kütuste mittetäielikul põlemisel, hapniku juuresolekul
Väiksema aatomiraadiuse tõttu on süsiniku korral levinud C=C, C C ja C=O sidemed, mida teistel rühma elementidel esineb harva. Ränist alates saavad aatomid kasutada valentskihi laiendamiseks d-orbitaale ja seega olla Lewis'i happed. 25. Kirjeldage süsiniku allotroope ja selgitage, kuidas struktuur mõjutab nende omadusi. · Süsiniku kõige tuntumad erimid on grafiit ja teemant, kuid tuntud on ka fullereenid ja karbiin (või karbüün). · Termodünaamiliselt stabiilseim on normaaltingimustel grafiit. Peeneteraline grafiit: tahm, koks. Aktiivsüsi. Grafiit : · Koosneb planaarsetest sp2 süsinikukihtidest. · Musta värvi, elektrit juhtiv, läikiv tahke aine. · Kasutatakse: elektroodidena; määrdeainena; pliiatsisüdamikena. Teemant : · Süsiniku erim, kus aatomid on sp3 hübriidses olekus.
2s 2p paigutus ühendid sp3 ↑↓ ↑ ↑ tetraeedril. teemant, CH4, CHal4 sp2 ↑↓ ↑ ↑ kolmnurkne grafiit, C6H6, CO32- sp ↑↓ ↑ ↑ ↑ lineaarne karbüün, CO2, CS2 Paljud spetsialistid tegelesid 20 a. vältel (1918-1938) briljantlihvi ratsionaalsete proportsioonide väljatöötamisega. Ümarbriljandi optimaalne geomeetria (mis annab parima sädeluse ja ilu suhtel. ökonoomsuse juures): Ven. M. Tolkovski s.o. klassikal. Briljandi ideaalkuju TEEMANT: puhtal kujul värvitu ülitugev (kõvim lood. mineraal) (pr.diamant) rabe, habras
kop e e r p a b e ri s ), trükivärvi ja musta tussi valmistamis el jm. ; Puidusü si tekib puidu kuumuta mi s el õhu juurdep ä ä s uta . Kasut. gaa sitorbikute s, me ditsiinis, valastustehn olo o gia s jm. Koksi saad ak s e teatud süsinikurikaste ainete (sag e d a mi ni kivis ö e ) kuumuta mi s el õhu juurdep ä ä s uta. Kasuta min e: reduts e e rija mitm ete metallide (eriti malmi) tootmis el, k ütus, elektroodi m at erjal jm. Karbüün: Heksa g o n a al s e võre g a pulbril. aine, m u stjas, hallikas või valkjas (sõltuvalt kristallide suurus e st). FULLEREENID: (kerakujulise d molekulid, se e st tühjad) ; Saa min e : laseriimpuls s (või kiirte põrkumin e ) grafiidi aurud e s jmt. me eto did. Madalatel temp del ke e milis elt inertne Sü siniku erin. vormid e kee mil. aktiivsus vähen e b rea s "amorfne süsinik" grafiit tee m a nt .
vahel (joonis 2.35a ja b). Samal ajal näitab eksperiment, et elektronid benseeni struktuuris on lokaliseerimata ning moodustunud side on vahepealne üksik ja kaksiksidemele (joonis 2.35c). Lihtsustatud kujul esitatakse seda sidet ringina benseeni rõngas (joonis 2.35d). 3.3.4. Kovalentne side grafiidis ja fullegeenides (joonis 2.36). Süsinik võib esineda mitme allotroopse teisendina. Süsiniku allotroopsed teisendid on teemant, grafiit, karbüün ja fullereenid. Allotroopiat esilekutsuvaks põhjuseks on antud juhul kristallstruktuuride erinevus. Teemanti kristallvõres on süsiniku aatomid paigutatud tetraeedriliselt üksteisest võrdsetel kaugustel (joonis 2.37a). Grafiidis ((joonis 2.37b) on süsiniku aatomid seotud tasapinnaliselt ja side üksikute tasapindade vahel on nõrk. Karbüünis (joonis 2.37) on süsiniku aatomid seotud lineaarselt ahelasse: ... - CC - CC .... Fullereenide struktuuris asuvad süsiniku aatomid kera pinnal
annaabi.ee 
